هوش مصنوعی در کشاورزی

هوش مصنوعی در کشاورزی: هوش مصنوعی بر این اصل استوار است که هوش انسان را می‌توان به گونه‌ای تعریف کرد که یک ماشین بتواند به راحتی آن را تقلید کند و وظایفی از ساده‌ترین تا پیچیده‌تر را انجام دهد. اهداف هوش مصنوعی شامل یادگیری، استدلال و ادراک است.

ما در ابتدای راه عصر طلایی هوش مصنوعی هستیم. پیشرفت‌های اخیر منجر به اختراعاتی شده است که قبلاً در قلمرو داستان‌های علمی تخیلی زندگی وجود داشت.

هوش مصنوعی در تمام حوزه‌های صنعت تاثیر زیادی دارد. هر صنعتی به دنبال خودکارسازی مشاغل خاص از طریق استفاده از ماشین آلات هوشمند است. و یک دوره آنلاین هوش مصنوعی مناسب تمام چیزی است که برای ورود به هر صنعتی نیاز دارید. حتی کشاورزی!

کشاورزی یکی از قدیمی ترین و مهم ترین مشاغل جهان است. این صنعت مادر، نقش مهمی در بخش اقتصادی دارد. در سراسر جهان، کشاورزی یک صنعت 5 تریلیون دلاری است.

انتظار می‌رود جمعیت جهان تا سال 2050 به بیش از 9 میلیارد نفر برسد که برای برآوردن تقاضا نیاز به افزایش 70 درصدی تولیدات کشاورزی دارد. از آنجایی که جمعیت جهان در حال افزایش است و به همین دلیل آب و منابع زمین برای ادامه زنجیره تقاضا و عرضه کافی نیست. بنابراین، ما به رویکردی هوشمندانه‌تر نیاز داریم و در مورد اینکه چگونه کشاورزی ‌کنیم و بتوانیم بیشترین بهره‌وری را داشته باشیم.

در این مقاله به چالش‌هایی که کشاورزان با استفاده از روش‌های سنتی کشاورزی با آن روبه‌رو هستند و اینکه چگونه هوش مصنوعی با جایگزینی روش‌های سنتی با استفاده از روش‌های کارآمدتر و کمک به جهان برای تبدیل شدن به مکانی بهتر، انقلابی در کشاورزی ایجاد می‌کند، می‌پردازیم.

کاربرد هوش مصنوعی در کشاورزی

ما می توانیم فرآیند کشاورزی را به بخش های مختلفی تقسیم کنیم:

آماده سازی خاک:

اولین مرحله کشاورزی، آماده سازی خاک است. در این مرحله کشاورزان خاک را برای کاشت بذر آماده می‌کنند. این فرآیند شامل شکستن توده‌های بزرگ خاک و حذف زباله‌هایی مانند چوب، سنگ و ریشه است. همچنین کودها و مواد آلی نیز در این مرحله، بسته به نیاز محصول، به خاک کشاورزی اضافه می‌شود.

کاشت بذر: این مرحله نیاز به مراقبت از فاصله بین دو بذر، عمق کاشت بذر دارد. در این مرحله شرایط اقلیمی مانند دما، رطوبت و بارندگی نقش مهمی دارند.

افزودن کودها:

حفظ حاصلخیزی خاک عامل مهمی است تا کشاورز بتواند به کشت محصولات مغذی و محصولات سالم ادامه دهد. کشاورزان به کودهای شیمیایی روی می‌آورند زیرا این مواد حاوی مواد مغذی گیاهی مانند نیتروژن، فسفر و پتاسیم هستند. کودها مواد مغذی‌ای هستند که در مزارع برای تکمیل عناصر مورد نیاز موجود در خاک به آن اضافه می‌شوند. این مرحله نیز کیفیت محصول را تعیین می‌کند.

آبیاری:

این مرحله به مرطوب نگه داشتن خاک و حفظ رطوبت کمک می‌کند. آبیاری زیر آبی یا بیش از حد می‌تواند رشد محصولات را مختل کند و اگر به درستی انجام نشود می‌تواند منجر به آسیب دیدن محصولات شود.

حفاظت در برابر علف‌های هرز:

علف‌های هرز گیاهان ناخواسته‌ای هستند که در نزدیکی محصولات کشاورزی یا در مرز مزارع رشد می‌کنند. حفاظت در برابر علف‌های هرز مهم است زیرا علف‌های هرز باعث کاهش عملکرد، افزایش هزینه تولید، تداخل با برداشت و کاهش کیفیت محصول می‌شود.

برداشت:

برداشت به فرآیند جمع آوری محصولات رسیده از مزارع می‌گویند. برای این فعالیت به نیروی کار زیادی نیاز است. بنابراین مرحله برداشت محصول، یک فعالیت فشرده است. این مرحله همچنین شامل عملیات پس از برداشت مانند تمیز کردن، مرتب سازی، بسته بندی و خنک سازی است.

ذخیره سازی:

مرحله‌ای از سیستم پس از برداشت که طی آن محصولات به گونه‌ای نگهداری می‌شوند که امنیت غذایی را به غیر از دوره‌های کشاورزی تضمین کند. این مرحله شامل بسته بندی و حمل و نقل محصولات نیز می‌باشد.

 روش‌های سنتی کشاورزی

در کشاورزی عوامل اقلیمی مانند بارندگی، دما و رطوبت نقش مهمی در چرخه حیات کشاورزی دارند. افزایش جنگل زدایی و آلودگی منجر به تغییرات آب و هوایی می‌شود. بنابراین تصمیم گیری برای کشاورزان برای آماده سازی خاک، کاشت و برداشت مشکل است.

هر محصولی نیاز به تغذیه خاصی در خاک دارد. 3 ماده مغذی اصلی نیتروژن (N)، فسفر (P) و پتاسیم (K) در خاک مورد نیاز است. کمبود مواد مغذی می‌تواند منجر به کیفیت پایین محصولات شود.

همانطور که از چرخه حیات کشاورزی می‌بینیم که حفاظت از علف‌های هرز نقش مهمی ایفا می‌کند. در صورت عدم کنترل می‌تواند منجر به افزایش هزینه تولید و همچنین جذب مواد مغذی از خاک شود که سبب کمبود تغذیه در خاک می‌شود.

هوش مصنوعی جهت تولید محصولات سالم‌تر، کنترل آفات، نظارت بر خاک و… کمک زیادی خواهد کرد. همچنین با سازماندهی داده‌ها برای کشاورزان، کمک به حجم کار و بهبود طیف گسترده‌ای از وظایف مرتبط با کشاورزی کمک شایان توجهی کرده است.

پیش بینی آب و هوا:

با تغییر شرایط اقلیمی و افزایش آلودگی، تعیین زمان مناسب برای کاشت بذر برای کشاورزان دشوار است. کشاورزان با کمک هوش مصنوعی می‌توانند شرایط آب و هوا را با استفاده از پیش بینی آب و هوا تجزیه و تحلیل کنند که به آن‌ها کمک می‌کند تا نوع محصول را برنامه ریزی کنند. به کمک هوش مصنوعی زمان مناسب برای کاشت محصول مشخص می‌شود.

سیستم پایش سلامت خاک و محصول:

نوع خاک و تغذیه خاک عامل مهمی در نوع کشت و کیفیت محصول است. با توجه به افزایش، کیفیت خاک جنگل زدایی کاهش می‌یابد و تعیین کیفیت خاک دشوار است.

یک استارت‌آپ فناوری آلمانی PEAT یک برنامه کاربردی مبتنی بر هوش مصنوعی به نام Plantix توسعه داده است. این برنامه می‌تواند کمبود مواد مغذی در خاک از جمله آفات و بیماری‌های گیاهی را شناسایی کند. کشاورزان نیز می‌توانند با استفاده از آن، کود مورد نیاز خاک و محصول را تشخیص دهند که به بهبود کیفیت برداشت کمک می‌کند. این برنامه از فناوری مبتنی بر تشخیص تصویر استفاده می‌کند. کشاورز می‌تواند با استفاده از گوشی‌های هوشمند از گیاهان عکس بگیرد.

به طور مشابه، Trace Genomics یکی دیگر از شرکت‌های مبتنی بر یادگیری ماشینی است که به کشاورزان کمک می‌کند تا تجزیه و تحلیل خاک را برای کشاورزان انجام دهند. چنین برنامه‌ای به کشاورزان کمک می‌کند تا بر وضعیت سلامت خاک و محصول نظارت کنند و محصولات سالم با سطح بهره‌وری بالاتر تولید کنند.

تجزیه و تحلیل سلامت محصول توسط هواپیماهای بدون سرنشین:

SkySqurrel Technologies راه حل‌های تصویربرداری Ariel مبتنی بر پهپاد را برای نظارت بر سلامت محصولات ارائه کرده است. در این تکنیک، پهپاد داده‌ها را از مزارع جمع‌آوری می‌کند و سپس داده‌ها از طریق درایو USB از پهپاد به رایانه منتقل می‌شود و توسط کارشناسان آنالیز می‌شود.

این شرکت از الگوریتم هایی برای تجزیه و تحلیل تصاویر گرفته شده استفاده می‌کند. و گزارش مفصلی حاوی سلامت فعلی مزرعه ارائه می‌دهد. این اقدام به کشاورز کمک می‌کند تا آفات و باکتری‌ها را شناسایی کند. همچنین به کشاورزان کمک می‌کند تا به موقع از کنترل آفات و سایر روش‌ها برای انجام اقدامات لازم استفاده کنند.

کشاورزی دقیق و تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده:

برنامه‌های کاربردی هوش مصنوعی در کشاورزی، برنامه‌ها و ابزارهایی را توسعه داده‌اند که با ارائه راهنمایی‌های مناسب به کشاورزان در مورد مدیریت آب، تناوب زراعی، برداشت به‌موقع، نوع محصول، کاشت بهینه، آفت، به کشاورزان کمک می‌کند تا کشاورزی را نادرست و کنترل کنند.

در حالی که از الگوریتم‌های یادگیری ماشین در ارتباط با تصاویر گرفته شده توسط ماهواره‌ها و هواپیماهای بدون سرنشین استفاده می‌شود،. فناوری‌های مجهز به هوش مصنوعی شرایط آب و هوایی را پیش بینی می‌کنند،. پایداری محصول را تجزیه و تحلیل می‌کنند و مزارع را برای وجود بیماری‌ها یا آفات و تغذیه ضعیف گیاهان در مزارع با داده‌هایی مانند دما، بارش، ارزیابی می‌کنند.

کشاورزان بدون اتصال می‌توانند از مزایای هوش مصنوعی با ابزارهایی به سادگی تلفن همراه با پیامک و اپلیکیشن Sowing بهره ببرند. در همین حال، کشاورزان با دسترسی Wi-Fi می‌توانند از برنامه‌های هوش مصنوعی برای دریافت برنامه‌ای مستمر با هوش مصنوعی برای زمین‌های خود استفاده کنند. با چنین راه حل‌های مبتنی بر اینترنت اشیا و هوش مصنوعی، کشاورزان می‌توانند نیازهای جهان را برای افزایش تولید مواد غذایی و رشد پایدار و درآمد بدون کاهش منابع طبیعی گرانبها برآورده کنند.

در آینده، هوش مصنوعی به کشاورزان کمک می‌کند تا با استفاده از داده‌ها برای بهینه‌سازی عملکرد تا ردیف‌های منفرد گیاهان، به فناوری‌های کشاورزی تبدیل شوند.

هوش مصنوعی در رباتیک کشاورزی

شرکت‌های هوش مصنوعی در حال توسعه ربات‌هایی هستند که به راحتی می‌توانند چندین کار را در مزارع کشاورزی انجام دهند. این نوع ربات برای کنترل علف‌های هرز و برداشت محصولات با سرعتی بیشتر و حجم‌های بالاتر است. ربات‌ها برای بررسی کیفیت محصولات و تشخیص علف‌های هرز آموزش می‌بینند. این ربات‌ها همچنین قادر به مبارزه با چالش‌های پیش روی نیروی کار کشاورزی هستند.

سیستم مجهز به هوش مصنوعی برای تشخیص آفات: آفات یکی از بدترین دشمنان کشاورزان هستند که به محصولات زراعی آسیب می‌رسانند.

سیستم‌های هوش مصنوعی از تصاویر ماهواره‌ای استفاده می‌کنند. آن‌ها با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، تصاویر را با داده‌های تاریخی مقایسه می‌کنند. سپس تشخیص می‌دهند که مزرعه مورد حمله کدام حشره قرار گرفته است. همچنین هشدارهایی را به گوشی‌های هوشمند کشاورزان ارسال می‌کنند تا کشاورزان بتوانند از آن استفاده کنند. اقدامات احتیاطی لازم و استفاده از کنترل آفات مورد نیاز، بنابراین هوش مصنوعی به کشاورزان کمک می‌کند تا با آفات مبارزه کنند.

نتیجه

هوش مصنوعی در کشاورزی نه تنها به کشاورزان کمک می‌کند تا کشاورزی خود را خودکار کنند، بلکه به کشت دقیق برای عملکرد محصول بیشتر و کیفیت بهتر و در عین حال استفاده از منابع کمتر روی می‌آورند.

برای کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما در گروه مهرگان آی تی در ارتباط باشید.